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Como projetar um experimento com a recordação da memória acionada por odores em humanos?

Como projetar um experimento com a recordação da memória acionada por odores em humanos?


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Recentemente, aprendi que os cheiros podem desencadear a evocação da memória em humanos e estou pensando em fazer um experimento em que tentaria induzir a evocação da memória por meio da exposição a cheiros.

A fim de ajudar a reduzir a quantidade de experimentação necessária para realmente acionar a recordação, estou interessado em - Que tipos ou qualidades de cheiros demonstraram desencadear a evocação da memória em humanos? Eles são cheiros agradáveis ​​/ desagradáveis, nítidos ou sutis?

Existe alguma informação sobre quanto tempo de uma exposição é necessária para desencadear tal recordação? São 2 segundos, 15 segundos, uma hora?


Aromas podem fazer recuperações da memória. Experimentamos isso com muita frequência, como quando repetidamente cheiramos um bom perfume, digamos, em um shopping center, e quando alguém o usa também, nos lembramos da memória do shopping. Isso ocorre principalmente quando o cheiro está associado a um incidente muito bom ou muito ruim.

Para um experimento, você pode expor a si mesmo ou a alguém a um cheiro específico, muito bom ou muito ruim, a qualquer momento, como durante um exame ou férias algumas vezes. Em seguida, quando a pessoa sentir o cheiro novamente, ela será lembrada da exposição anterior.

No que diz respeito a quanto tempo a exposição é necessária para desencadear a recordação, depende de quão forte é o cheiro (o cheiro sutil leva mais tempo), quão boa / ruim é a memória (memórias muito boas ou muito ruins serão relembradas mais rápido) e, claro, no poder de associatividade da memória da pessoa.


Originalmente, eu queria tentar esse experimento durante o sono, no entanto, a 4ª edição do K&R "Princípios e prática da medicina do sono", na página 16, em "Sistema olfativo" menciona que os cheiros agradáveis ​​(hortelã-pimenta) e desagradáveis ​​(piridina) foram mal reconhecidos durante o sono:

  • Ambos bem reconhecidos durante o estágio 1 do sono
  • A hortelã-pimenta não cheirava conscientemente no estágio 2, estágio 4 e sono REM.
  • Piridina não cheira no Estágio 2 do sono
  • Piridina ocasionalmente cheirava no Estágio 2 e 4 do sono

Isso sugere que uma conclusão seria que sistema olfativo dos humanos não é uma boa sentinela durante o sono.


Por que os cheiros desencadeiam memórias fortes?

O delicioso cheiro de pão assando que sai das portas abertas de uma padaria próxima pode agir como um portal do tempo, levando você instantaneamente de uma rua movimentada em Nova York para um pequeno café em Paris que você visitou anos atrás. As partículas de cheiro, em geral, podem reviver memórias há muito esquecidas.

Mas por que os cheiros às vezes despertam memórias poderosas, especialmente as emocionais?

A resposta curta é que o cérebro regiões que fazem malabarismos com cheiros, memórias e emoções estão muito interligadas. Na verdade, a maneira como o seu sentido do olfato está conectado ao seu cérebro é única entre os seus sentidos.

Um cheiro é uma partícula química que flutua através do nariz e no cérebro lâmpadas olfativas, onde a sensação é primeiro processada em uma forma que pode ser lida pelo cérebro. As células cerebrais, então, carregam essa informação para uma pequena área do cérebro chamada amígdala, onde emoções são processadas, e depois para o hipocampo adjacente, onde ocorre o aprendizado e a formação da memória.

Os cheiros são as únicas sensações que percorrem um caminho tão direto para os centros emocionais e de memória do cérebro. Todos os outros sentidos viajam primeiro para uma região do cérebro chamada tálamo, que atua como uma "central telefônica", transmitindo informações sobre as coisas que vemos, ouvimos ou sentimos para o resto do cérebro, disse John McGann, professor associado do departamento de psicologia da Rutgers University em New Jersey. Mas os cheiros contornam o tálamo e alcançam a amígdala e o hipocampo em uma "sinapse ou duas", disse ele.

Isso resulta em uma conexão íntima entre emoções, memórias e cheiros. É por isso que as memórias desencadeadas por cheiros, em oposição a outros sentidos, são "vivenciadas como mais emocionais e evocativas", disse Rachel Herz, professora assistente adjunta de psiquiatria e comportamento humano na Brown University em Rhode Island e autora do livro "O perfume do desejo"(Harper Perennial, 2018). Um perfume familiar, mas há muito esquecido, pode até levar as pessoas às lágrimas, acrescentou ela.


Como funciona nosso olfato?

O processo pelo qual as moléculas do ar são convertidas por nosso cérebro no que interpretamos como cheiros e os mecanismos que nosso cérebro usa para categorizar e interpretar esses odores é, como você provavelmente adivinhou, complicado. Na verdade, o processo é tão complicado que o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina foi concedido em 2004 aos pesquisadores Richard Axel e Linda Buck por seu trabalho em decodificá-lo.

Quando entramos em contato com um odor, ou moléculas de substâncias voláteis que flutuam no ar, os neurônios que constituem as células receptoras olfativas enviam um sinal para uma parte do cérebro chamada bulbo olfatório. Axel e Buck descobriram que cerca de 1.000 genes desempenham um papel na codificação de diferentes tipos de receptores olfativos, cada um dos quais se concentra em um pequeno subconjunto de odores. Assim, cada receptor não é responsável por compreender todos os odores possíveis. Esses sinais são então transmitidos para as chamadas microrregiões dentro do bulbo olfatório, onde, novamente, diferentes microrregiões se especializam em diferentes odores. O bulbo olfatório é então responsável por interpretar esses sinais naquilo que percebemos como cheiros.

O bulbo olfatório vai do nariz à base do cérebro e tem conexões diretas com a amígdala (a área do cérebro responsável pelo processamento da emoção) e com o hipocampo (uma área ligada à memória e à cognição). Neurocientistas sugeriram que essa estreita conexão física entre as regiões do cérebro ligadas à memória, emoção e nosso olfato pode explicar por que nosso cérebro aprende a associar cheiros a certas memórias emocionais.

Muitas dessas memórias geradas por odores podem ainda ser memórias de infância, porque é nesses anos que sentimos a maioria dos cheiros pela primeira vez. Ainda não há pesquisas que sugiram que podemos acessar a ligação entre os aromas e a memória para nos ajudar a fazer testes ou lembrar onde colocamos as chaves do carro quando adultos.


Termos e Conceitos

  • Sentido de olfato
  • Olfato
  • Odor
  • Químico
  • Odorante
  • Receptor de cheiro
  • Aroma artificial
  • Intensidade do odor
  • Concentração
  • Limiar de odor
  • Diluição
  • Fator de diluição

Perguntas

  • Por que o sentido do olfato é tão importante?
  • Como seu nariz reconhece um cheiro específico e por que podemos cheirar tantos aromas diferentes?
  • Qual é o limite de odor e como pode ser determinado?
  • Você acha que odores diferentes têm limites de odores diferentes? Se sim, por que isso acontece?
  • Como o conhecimento sobre limites de odor pode ser útil no mundo real? Pense em odores artificiais na indústria de alimentos ou reclamações de odores em uma estação de tratamento de águas residuais.

Apresentou

Destaques

Histórias relacionadas

Passe por uma padaria e sentirá o cheiro de pão recém-assado. Mas você sentiria o cheiro, se nunca tivesse aprendido o que é pão? “Não necessariamente”, diz Thomas A. Cleland, Psicologia.

“O próprio conceito de ter odores que você reconhece e identifica, mesmo sendo capaz de identificá-los no mundo olfativo bagunçado lá fora, absolutamente depende do aprendizado”, diz Cleland. “Eu defendo que aprender é fundamental até mesmo para ser capaz de cheirar.”

Parece contra-intuitivo - se as moléculas existem, não deveríamos ser capazes de detectá-las? “Mas seu cérebro mente para você para seu benefício”, diz Cleland. “Não dá a você uma representação literal e precisa do mundo, mas uma representação aprimorada para seus propósitos, que sua história evolutiva e seu cérebro decidiram por você.”

No sistema visual, por exemplo, mecanismos dentro da retina tornam as imagens mais nítidas, permitindo-nos distinguir melhor bordas e objetos. “Seu sentido visual também irá incorporar esses antecedentes - maneiras de pensar ou expectativas - na percepção visual”, diz Cleland. Em outras palavras, seu sistema visual está facilitando as coisas para você, fazendo com que a realidade pareça mais clara do que realmente é.

Cleland está provando que a mesma coisa é verdadeira no sistema olfativo - que esses aprimoramentos mecanísticos e expectativas aprendidas são essenciais para identificar odores. Para um sistema sensorial que antes era visto como bastante simples, muitas questões grandes, novas e complexas se seguem: Como e onde esse aprendizado acontece? Quais são os mecanismos olfativos de aprendizagem e memória? Esses mecanismos podem nos dizer algo sobre o aprendizado e a memória em outras partes do cérebro?

Como o sistema olfativo constrói odores

O mecanismo básico do olfato pode parecer simples. As moléculas se ligam aos receptores, e esses receptores enviam sinais para o bulbo olfatório, que envia sinais para outras regiões do cérebro. Mas as moléculas que compõem um odor se ligam a muitos receptores diferentes, às vezes fraca ou fortemente, às vezes mudando a configuração do receptor para bloquear a ligação de outras moléculas. Com cerca de 400 receptores em humanos e mais de 1.000 em ratos e cães, as assinaturas para certos odores tornam-se complexas e de alta dimensão.

Ainda mais importante, diz Cleland, essas assinaturas quase nunca estarão isoladas do fluxo contínuo de moléculas no ambiente. Portanto, os padrões de ligação ao receptor são extremamente confusos - os padrões interrompem e atrapalham uns aos outros e não se parecem com a assinatura característica de nenhum odor específico. “Acho que esse é o problema mais importante do olfato”, diz Cleland. “Como o sistema pode fazer essa coisa impossível de priorizar e interpretar? Mas os primeiros circuitos do sistema estão nos dando pistas.

“O que pensamos que as primeiras camadas do sistema olfativo fazem é construir odores e definir seus limites difusos”, continua Cleland. “Você recebe essa entrada confusa e o sistema perceptivo em seu cérebro tenta combiná-la com o que você já sabe e com base no que você espera que o cheiro seja. Portanto, o sistema irá sugerir que o cheiro é X e devolver a inibição, tornando-o mais parecido com X para ver se funciona. Então, pensamos que há alguns loops em que ele limpa o sinal para dizer: ‘Sim, estamos confiantes de que é X.’ ”

Este sistema permite que os animais identifiquem odores importantes e ignorem os sem importância. Ele permite uma distinção clara entre odores quase idênticos quando é mais importante. Os camundongos, por exemplo, podem identificar o dominante entre eles por seus odores individuais, embora todos cheiram a camundongos. “O bulbo olfatório pode pegar coisas muito semelhantes e separá-las, acentuando essas diferenças e identificando as distinções realmente importantes”, diz Cleland.

Portanto, o que acabamos cheirando é uma conversa complexa entre as propriedades químicas de um cheiro, o que poderíamos estar esperando e o que já reconhecemos. Em outras palavras, o odor discreto que percebemos é produto de nossa capacidade de categorizar e aprender as categorias.

A Química da Memória

Se o aprendizado é tão essencial para identificar odores, em nível molecular, como e onde esse aprendizado é alcançado? Uma maneira de Cleland abordar essa questão é rastreando o efeito e a localização, dentro do cérebro, de moléculas e proteínas que surgem quando o aprendizado acontece.

“Há muito sabemos que o aprendizado faz com que certas moléculas sejam secretadas”, diz Cleland. “Com a memória de curto prazo, as sinapses mudam a força e incorporam algum tipo de aprendizado. E a permanência, a memória de longo prazo, requer a síntese de proteínas. ”

As secreções e sínteses associadas ao aprendizado foram observadas em muitas áreas do cérebro e estudadas na maioria das vezes usando o condicionamento do medo - emitindo choques para ensinar modelos de camundongos a evitar locais específicos, por exemplo. O laboratório de Cleland está interessado no aprendizado mais gradual que acontece no dia a dia. Em uma colaboração contínua com o laboratório de Jeffrey A. Pleiss, Biologia Molecular e Genética, as duas equipes estão examinando os cérebros de dezenas de ratos que foram treinados com recompensas para aprender sobre odores em diferentes períodos de tempo, com mais seletividade para odores específicos ou menos. “Queremos descobrir, em uma forma de big data, a quais moléculas devemos prestar atenção”, diz Cleland. “Quais RNAs, as coisas que fazem as proteínas, estão sendo superexpressas, qual é o curso de tempo para a super ou subexpressão e quais mudanças nos níveis de expressão são resultado desse aprendizado? Queremos saber os padrões. ”

Esses dados, espera Cleland, vão lançar luz não apenas sobre o sistema olfativo, mas também podem fornecer uma visão sobre como a memória e o aprendizado funcionam em outras áreas do cérebro.

Um modelo computacional para combinar com a biologia

A equipe de Cleland aborda essas questões - de como o aprendizado realmente funciona em animais - usando muitos métodos diferentes: estudando o comportamento e aprendendo em modelos de camundongos com experimentos biológicos, enviando sinais elétricos através de fatias do cérebro limpando opticamente o cérebro com o método CLARITY, um novo método técnica que permite a Cleland ver uma imagem tridimensional de moléculas fluorescentes manchadas em um cérebro, que de outra forma fica transparente. Um dos projetos mais importantes no laboratório de Cleland é construir modelos de computador de mecanismos dentro do bulbo olfatório, bem como um modelo do próprio bulbo olfativo inteiro.

“O que os modelos fazem é nos forçar a colocar todas essas coisas juntas para dizer que apenas uma história, embora flexível, pode realmente corresponder a todas essas coisas que estudamos. Então, tudo tem a chance de falsificar nossa história ”, diz Cleland.

Para obter uma imagem biológica precisa, os modelos de Cleland devem ser tão complexos quanto as próprias células e interações. Um grande obstáculo é que a tecnologia de computador disponível não permite uma comunicação rápida o suficiente entre as máquinas para imitar com eficiência a biologia. Cleland e sua equipe superaram isso construindo o Myriad, um simulador massivamente paralelo que usa placas de vídeo para modelar sistemas em grande escala com conexões analógicas densas. Eles vão lançar seu simulador para a comunidade para uso em 2016-2017.

“Acho que nosso trabalho tornará esse tipo de modelagem muito mais factível”, diz Cleland. “Você só pode mostrar do que um sistema é capaz até os limites de quão bem você o modelou.”

A modelagem única e complexa que Cleland faz também serve como uma janela para entender por que ele acabou estudando o sistema olfativo. “Foi minha incapacidade de decidir entre fazer algo que era interessante de alto nível, mas difícil de estudar, como a cognição, e algo que é físico, mensurável - ciência fria e dura”, diz ele. “O sistema olfativo faz a ponte entre esses dois níveis. É altamente dimensional e complexo, mas você pode acessá-lo e medi-lo. Então eu soube o que queria fazer. Eu pude ver uma maneira de causar um impacto. ”


Sabores e odores

Os estímulos de sabor e odor são moléculas retiradas do ambiente. Os sabores primários detectados pelos humanos são doce, azedo, amargo, salgado e umami. Os primeiros quatro sabores precisam de pouca explicação. A identificação de umami como um sabor fundamental ocorreu recentemente - foi identificado em 1908 pelo cientista japonês Kikunae Ikeda enquanto ele trabalhava com caldo de algas marinhas, mas não foi amplamente aceito como um sabor que poderia ser fisiologicamente distinguido até muitos anos depois. O sabor do umami, também conhecido como saboroso, pode ser atribuído ao sabor do aminoácido L-glutamato. Na verdade, o glutamato monossódico, ou MSG, é freqüentemente usado na culinária para realçar o sabor saboroso de certos alimentos. Qual é o valor adaptativo de ser capaz de distinguir umami? Substâncias salgadas tendem a ser ricas em proteínas.

Todos os odores que percebemos são moléculas do ar que respiramos. Se uma substância não libera moléculas de sua superfície para o ar, ela não tem cheiro. E se um humano ou outro animal não tem um receptor que reconhece uma molécula específica, então essa molécula não tem cheiro. Os humanos têm cerca de 350 subtipos de receptores olfativos que funcionam em várias combinações para nos permitir sentir cerca de 10.000 odores diferentes. Compare isso com os ratos, por exemplo, que têm cerca de 1.300 tipos de receptores olfativos e, portanto, provavelmente sentem mais odores. Tanto os odores quanto os sabores envolvem moléculas que estimulam quimiorreceptores específicos. Embora os humanos normalmente distingam o gosto como um sentido e o cheiro como outro, eles trabalham juntos para criar a percepção do sabor. A percepção de sabor de uma pessoa é reduzida se ela tiver passagens nasais congestionadas.

Recepção e Transdução

Odorantes (moléculas de odor) entram no nariz e se dissolvem no epitélio olfatório, a mucosa na parte posterior da cavidade nasal (conforme ilustrado na Figura 17.8). o epitélio olfativo é uma coleção de receptores olfativos especializados na parte posterior da cavidade nasal que abrange uma área de cerca de 5 cm 2 em humanos. Lembre-se de que as células sensoriais são neurônios. Um receptor olfativo, que é um dendrito de um neurônio especializado, responde quando se liga a certas moléculas inaladas do ambiente, enviando impulsos diretamente para o bulbo olfatório do cérebro. Os humanos têm cerca de 12 milhões de receptores olfativos, distribuídos entre centenas de diferentes tipos de receptores que respondem a diferentes odores. Doze milhões parecem um grande número de receptores, mas compare isso com outros animais: os coelhos têm cerca de 100 milhões, a maioria dos cães tem cerca de 1 bilhão e os cães de caça - cães criados seletivamente para o olfato - têm cerca de 4 bilhões. O tamanho total do epitélio olfatório também difere entre as espécies, sendo o dos cães de caça, por exemplo, muitas vezes maior do que o dos humanos.

Neurônios olfatórios são neurônios bipolares (neurônios com dois processos do corpo celular). Cada neurônio tem um único dendrito enterrado no epitélio olfatório, e estendendo-se a partir desse dendrito estão 5 a 20 cílios em forma de cabelo, carregados de receptores, que capturam moléculas odoríferas. Os receptores sensoriais nos cílios são proteínas, e são as variações em suas cadeias de aminoácidos que tornam os receptores sensíveis a diferentes odorantes. Cada neurônio sensorial olfatório tem apenas um tipo de receptor em seus cílios, e os receptores são especializados para detectar odores específicos, de modo que os próprios neurônios bipolares são especializados. Quando um odorante se liga a um receptor que o reconhece, o neurônio sensorial associado ao receptor é estimulado. A estimulação olfatória é a única informação sensorial que chega diretamente ao córtex cerebral, enquanto outras sensações são transmitidas pelo tálamo.

Figura 17.8. No sistema olfatório humano, (a) neurônios olfatórios bipolares se estendem do (b) epitélio olfatório, onde os receptores olfatórios estão localizados, até o bulbo olfatório. (crédito: modificação do trabalho de Patrick J. Lynch, ilustrador médico C. Carl Jaffe, MD, cardiologista)


Cheiro e memória

O sentido do olfato está intimamente ligado à memória, provavelmente mais do que qualquer um de nossos outros sentidos. Aqueles com função olfativa plena podem ser capazes de pensar em cheiros que evocam memórias particulares - o cheiro de um pomar em flor, evocando lembranças de um piquenique infantil, por exemplo. Muitas vezes, isso pode acontecer espontaneamente, com um cheiro agindo como um gatilho na lembrança de um evento ou experiência há muito esquecido. Marcel Proust, em seu "Remembrance of all Things Past", escreveu que uma mordida em uma madeleine lembrava vividamente as memórias de infância de sua tia dando-lhe o mesmo bolo antes de ir à missa de domingo.


Uma memória artificial de sucesso foi criada

Aprendemos com nossa interação pessoal com o mundo, e nossas memórias dessas experiências ajudam a orientar nosso comportamento. Experiência e memória estão inexoravelmente ligadas, ou pelo menos pareciam estar antes de um relatório recente sobre a formação de memórias completamente artificiais. Usando animais de laboratório, os investigadores fizeram a engenharia reversa de uma memória natural específica mapeando os circuitos cerebrais subjacentes à sua formação. Eles então "treinaram" outro animal estimulando as células cerebrais no padrão da memória natural. Fazer isso criou uma memória artificial que foi retida e recuperada de uma maneira indistinguível de uma memória natural.

As memórias são essenciais para o senso de identidade que emerge da narrativa da experiência pessoal. Este estudo é notável porque demonstra que, ao manipular circuitos específicos no cérebro, as memórias podem ser separadas dessa narrativa e formadas na completa ausência de experiência real. O trabalho mostra que os circuitos cerebrais que normalmente respondem a experiências específicas podem ser estimulados artificialmente e ligados entre si em uma memória artificial. Essa memória pode ser eliciada pelas pistas sensoriais apropriadas no ambiente real. A pesquisa fornece uma compreensão fundamental de como as memórias são formadas no cérebro e é parte de uma ciência florescente da manipulação da memória que inclui a transferência, o aprimoramento protético e o apagamento da memória. Esses esforços podem ter um impacto tremendo em uma ampla gama de indivíduos, desde aqueles que lutam com deficiências de memória até aquelas memórias traumáticas duradouras, e também têm amplas implicações sociais e éticas.

No estudo recente, a memória natural foi formada treinando ratos para associar um odor específico (flores de cerejeira) a um choque nas patas, que eles aprenderam a evitar passando por uma câmara de teste retangular para outra extremidade que foi infundida com um odor diferente ( Alcaravia). O cheiro de cominho veio de uma substância química chamada carvona, enquanto o cheiro de flor de cerejeira veio de outra substância química, a acetofenona. Os pesquisadores descobriram que a acetofenona ativa um tipo específico de receptor em um tipo discreto de célula do nervo sensorial olfatório.

Eles então recorreram a uma técnica sofisticada, a optogenética, para ativar essas células nervosas olfatórias. Com a optogenética, proteínas sensíveis à luz são usadas para estimular neurônios específicos em resposta à luz fornecida ao cérebro por meio de fibras ópticas implantadas cirurgicamente. Em seus primeiros experimentos, os pesquisadores usaram animais transgênicos que apenas produziam a proteína em nervos olfatórios sensíveis à acetofenona. Ao emparelhar o choque elétrico nas patas com a estimulação de luz optogenética dos nervos olfatórios sensíveis à acetofenona, os pesquisadores ensinaram os animais a associar o choque com a atividade desses nervos sensoriais sensíveis à acetofenona específicos. Ao emparelhar o choque elétrico no pé com a estimulação de luz optogenética dos nervos olfatórios sensíveis à acetofenona, os pesquisadores ensinaram os animais a associar os dois. Mais tarde, quando testaram os ratos, eles evitaram o odor de flor de cerejeira.

Esses primeiros passos mostraram que os animais não precisavam realmente sentir o odor para se lembrar de uma conexão entre aquele cheiro e um choque nocivo nas patas. Mas essa não era uma memória totalmente artificial, porque o choque ainda era bastante real. Para construir uma memória inteiramente artificial, os cientistas precisavam estimular o cérebro de forma a imitar também a atividade nervosa causada pelo choque no pé.

Estudos anteriores demonstraram que as vias nervosas específicas que levam a uma estrutura conhecida como área tegmental ventral (VTA) são importantes para a natureza aversiva do choque no pé. Para criar uma memória verdadeiramente artificial, os pesquisadores precisaram estimular o VTA da mesma forma que estimularam os nervos sensoriais olfativos, mas os animais transgênicos apenas produziram as proteínas sensíveis à luz nesses nervos. Para usar a estimulação optogenética, eles estimularam os nervos olfativos nos mesmos camundongos geneticamente modificados e empregaram um vírus para colocar proteínas sensíveis à luz no VTA também. Eles estimularam os receptores olfativos com luz para simular o odor das flores de cerejeira e, em seguida, estimularam o VTA a imitar o choque aversivo nas patas. Os animais relembraram a memória artificial, respondendo a um odor que nunca haviam encontrado, evitando um choque que nunca haviam recebido.

Por muito tempo, tem sido um mistério como as memórias são formadas no cérebro e quais mudanças físicas no cérebro acompanham sua formação. Neste estudo, a estimulação elétrica de regiões cerebrais específicas que levaram a uma nova memória também ativou outras regiões cerebrais conhecidas por estarem envolvidas na formação da memória, incluindo uma área chamada amígdala basolateral. Como as células nervosas se comunicam por meio de junções chamadas sinapses, supõe-se que as mudanças na atividade sináptica sejam responsáveis ​​pela formação das memórias. Em animais simples, como a lesma do mar Aplysia, as memórias podem ser transferidas de um indivíduo para outro usando o RNA extraído de quem as vivenciou. O RNA contém os códigos para proteínas feitas nos nervos do animal associados à memória. As memórias foram parcialmente transferidas em roedores usando gravações da atividade elétrica de um centro de memória de animais treinados (o hipocampo) para estimular padrões semelhantes de atividade nervosa em um animal receptor. Esse processo é semelhante ao novo relatório descrito aqui, em que a estimulação da atividade elétrica de circuitos neurais específicos é usada para provocar uma memória. No caso da transferência de memória, esse padrão veio de animais treinados, enquanto no estudo optogenético, o padrão de atividade elétrica associado à memória foi construído de novo dentro do cérebro do camundongo. Este é o primeiro relato de uma memória completamente artificial e ajuda a estabelecer uma compreensão fundamental de como as memórias podem ser manipuladas.

A pesquisa sobre a memória e os esforços para manipulá-la progrediram em um ritmo rápido. Uma prótese de & ldquomemória & rdquo projetada para melhorar sua formação e recuperação por estimulação elétrica do centro de memória no cérebro humano foi desenvolvida com o apoio da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA). Em contraste, o apagamento de memória usando o que foi apelidado de Eterno raio de sol droga (peptídeo inibitório zeta ou ZIP) e mdashafter Eterno Brilho do Sol da Mente Imaculada, um filme de Hollywood com tema mnemônico e mdashis sendo desenvolvidos para tratar lembranças de dores crônicas.

Existem motivos legítimos por trás desses esforços. A memória foi chamada de & ldquothe escriba da alma & rdquo & rdquo e é a fonte da história pessoal de um & rsquos. Algumas pessoas podem tentar recuperar memórias perdidas ou parcialmente perdidas. Outros, como aqueles que sofrem de transtorno de estresse pós-traumático ou dor crônica, podem buscar alívio de memórias traumáticas tentando apagá-las.

Os métodos usados ​​aqui para criar memórias artificiais não serão empregados em humanos tão cedo: nenhum de nós é transgênico como os animais usados ​​no experimento, nem é provável que aceitemos múltiplos cabos de fibra ótica implantados e injeções virais. No entanto, à medida que as tecnologias e estratégias evoluem, a possibilidade de manipular as memórias humanas torna-se ainda mais real. E o envolvimento de agências militares como a DARPA invariavelmente torna suspeitas as motivações por trás desses esforços. Existem coisas de que todos precisamos ter medo ou que devemos ou não devemos fazer? As possibilidades distópicas são óbvias.

A criação de memórias artificiais nos aproxima de aprender como as memórias se formam e pode, em última análise, nos ajudar a compreender e tratar doenças terríveis como Alzheimer e rsquos. As memórias, no entanto, atingem o âmago de nossa humanidade, e precisamos estar vigilantes para que quaisquer manipulações sejam abordadas de forma ética.


TOTAL RECALL

Os cheiros podem ser desencadeadores muito poderosos de memórias em humanos, mas e em outros animais? Judith Reinhard e colegas da Universidade Nacional da Austrália se perguntaram se os aromas poderiam desencadear memórias de navegação nas abelhas. Eles projetaram um conjunto de experimentos comportamentais convincentes para ver se as abelhas poderiam usar aromas para ajudá-las a voltar a uma fonte de alimento conhecida (p. 4373).

Reinhard sabia que as abelhas têm um olfato apurado e são notoriamente boas em navegar até flores cheirosas. Mas poderiam esses animais associar um cheiro atraente com uma memória visual da rota para um local específico? A equipe precisava mostrar que cheirar um determinado cheiro apenas acionava uma memória de navegação em abelhas específicas: aquelas que associavam o odor à memória da localização de uma saborosa recompensa alimentar.

Preparando um comedouro artificial, a equipe primeiro tentou um grupo de abelhas a se concentrar em um atraente perfume de rosa, atraindo-as com um saboroso lanche de açúcar. Os insetos aprenderam rapidamente a navegar até a localização do comedouro com aroma de rosas. A equipe esperava que o cheiro de rosa liberado na colmeia desencadeasse a memória das abelhas sobre a localização do alimentador de rosas e as enviasse na direção certa. Mas será que o cheiro desencadearia um frenesi de forrageamento em todas as outras abelhas da colmeia também? A equipe decidiu treinar um segundo grupo de abelhas na colmeia para forragear em um segundo alimentador, desta vez atraídas por um cheiro forte de limão. Eles esperavam que, quando as abelhas da colmeia sentissem o cheiro de rosa, as abelhas treinadas com limão ficassem paradas enquanto as abelhas treinadas com rosas partissem apressadas, usando a memória de navegação desencadeada pelo cheiro.

Com certeza, quando a equipe espalhou o aroma de rosa através da colméia de abelhas treinadas, quase todas as abelhas treinadas com rosas foram se aglomerando no local do alimentador, apesar do fato de que não cheirava mais a rosa, enquanto as abelhas treinadas com limão permaneceram em segurança enfiado em casa. O cheiro de rosa havia desencadeado uma memória de navegação apenas nas abelhas treinadas com rosas. Reinhard ficou satisfeito com esta evidência clara de que um perfume desencadeia uma memória de navegação muito específica nas abelhas.

O próximo passo era ver de quantos cheiros as abelhas inteligentes podiam se lembrar. A equipe descobriu que uma única abelha poderia associar dois cheiros diferentes a dois locais diferentes. Eles ficaram ainda mais impressionados ao descobrir que as abelhas podiam aprender a associar dois cheiros diferentes a duas cores diferentes, mesmo quando os alimentadores coloridos eram movidos para locais diferentes. As abelhas estavam indo tão bem que Reinhard estava confiante de que seriam capazes de se lembrar de três locais diferentes associados a três cheiros diferentes. Ela ficou surpresa ao descobrir que era um passo longe demais. Intrigado com os limites da incrível memória dos insetos, Reinhard está se preparando para investigar como as coisas podem ficar complicadas antes que o cérebro da abelha fique confuso.


A pesquisa lança luz sobre as ligações entre a memória e o cheiro

Aromas e cheiros podem formar a base de algumas das memórias mais significativas que os humanos formam em suas vidas.

Uma equipe internacional liderada pela Universidade de Queensland aumentou a compreensão da conexão memória olfativa, mostrando que a memória olfativa nas abelhas regula os receptores em suas antenas.

& ldquo O romancista francês Marcel Proust em seu romance Lembrança de coisas passadas (também conhecido como Em busca do tempo perdido ) descreveu como suas memórias de infância começaram a fluir quando ele provou um bolo de madeleine mergulhado em chá de tília, como ele havia recebido quando criança ”, disse o Dr. Reinhard.

& ldquoNossa equipe descobriu que as memórias de odores desencadeiam a lembrança de eventos associados, e que a formação de memórias de odores de longo prazo no cérebro regula o sentido do olfato na & lsquonose & rsquo por meio da regulação das moléculas receptoras.

&ldquoPreferences for different foods and beverages are linked to our sense of smell, and our research shows that long-term scent memories modify how odours are perceived.

&ldquoIn a nutshell: our smell experiences shape our preferences.

&ldquoThe study demonstrates for the first time that the ability to smell different things is experience-dependent and modulated by scent conditioning.&rdquo

Dr Claudianos said the findings could help explain the wide variability of smell perception in humans and the neurological mechanism underlying the common phenomenon of &ldquoacquired taste&rdquo, where repeated sensory experience with a flavour or aroma leads to perceptual changes.

&ldquoThis knowledge will provide an enormous insight for understanding food and aroma perception,&rdquo he said.

&ldquoThe discovery may also provide a means to detect early problems with memory formation and memory retrieval in the brain.&rdquo

Individuals with neurodevelopmental disorders such as autism and schizophrenia or neurodegenerative disorders such as Alzheimer&rsquos and Parkinson&rsquos disease often have an altered sense of smell perception.

Media: Mikaeli Costello, QBI communications, +61 (0)401 580 685, [email protected] Dr Judith Reinhard, +61 7 3346 6321, +61 (0)418 659 191, [email protected]

Queensland Brain Institute

The Queensland Brain Institute (QBI) is a world-class research facility based at The University of Queensland&rsquos St Lucia campus. Researchers at QBI make great contributions to the field by studying fundamental cellular and mechanistic processes, as well as disorders and diseases from early brain development through to later life. Our scientists work to understand complex functions such as cognition, ageing, neurological disease, mental illness, and learning and memory.


Assista o vídeo: Psicofarmacologia da memória (Outubro 2022).